چین بزرگترین تأمینکننده و پردازشکنندۀ عناصر خاکی کمیاب در جهان است؛ عناصری که در طیف گستردهای از محصولات حیاتی مانند جنگندهها، پهپادها، موشکهای هدایتشونده، توربینهای بادی، سرورها، تراشههای کامپیوتری، باتری خودروهای برقی و لیزرها استفاده میشوند.این عناصر به یکی از حوزههای اصلی تنش تجاری بین ایالات متحده و چین تبدیل شدهاند. در ماه آوریل، چین در واکنش به تعرفههای آمریکا، محدودیتهای صادراتی خود را روی ۷ عنصر خاکی کمیاب و برخی آهنرباهای خاکی کمیاب وضع کرد. از آنجا که ایالات متحده تقریباً هیچ ظرفیت داخلی برای پردازش و تصفیۀ این عناصر به قطعات نهایی ندارد و جایگزینهای اندکی برای عناصر تصفیهشدۀ خارج از چین وجود دارد، این محدودیتها تهدیدی برای تأخیر در تولید و توقف کارخانههای خودروسازی آمریکایی بهشمار میرفت.
اگرچه مذاکرات مانع از توقف تولید شد، اما وابستگی به چین برای این قطعات کلیدی همچنان یک نقطۀ ضعف در زنجیرۀ تأمین محصولات نظامی و فناوری پیشرفته در آمریکا محسوب میشود. ایجاد ظرفیت داخلی برای پردازش عناصر خاکی کمیاب در ایالات متحده احتمالاً ده سال یا بیشتر طول خواهد کشید، حتی اگر تعرفهها شرایط را به نفع تولید داخل آمریکا تغییر دهند. به طور خلاصه، وابستگی به چین برای عناصر خاکی کمیاب همچنان یک آسیبپذیری در زنجیرههای تولید محصولات نظامی و فناوری پیشرفته است.
واقعیتها:
- عناصر خاکی کمیاب مواد خام حیاتی برای طیف گستردهای از کالاهای پیشرفتۀ تولید شده هستند. عناصر خاکی کمیاب (RES)شامل ۱۷ عنصر فلزی هستند که در دو شکل وجود دارند: عناصر سبک خاکی کمیاب (مانند نئودیمیم و پراسئودیمیم) و عناصر سنگین خاکی کمیاب (مانند دیسپروزیوم و تربیوم). این عناصر با سایر سنگها مانند آهن، کبالت، نیکل، منیزیم، آلومینیوم، گرافیت و بور ترکیب میشوند تا آلیاژهای فلزی و آهنرباهای دائم تولید کنند که برای ساخت خودروهای برقی، توربینهای بادی، پهپادها، رباتها، موشکها و فضاپیماها ضروری هستند. عناصر خاکی کمیاب همچنین در کاربردهای دفاعی مانند سونار، سیستمهای هدایت، آشکارسازی تابش و تقویت سیگنال استفاده میشوند که تواناییهای نظارت، ناوبری و شناسایی تهدید را تقویت میکنند.
- استخراج، فرآوری و تصفیه عناصر خاکی کمیاب نیازمند منابع زیاد است و شامل هزینهها و ریسکهای بالای زیستمحیطی میباشد. عناصر خاکی کمیاب در غلظتهای پایین (۲٪ تا ۱۰٪) در برخی از انواع ذخایر معدنی یافت میشوند (متداولترین آنها مونازیت و باستنزایت هستند). سنگ معدن استخراج شده از زمین باید مراحل متعددی را طی کند تا غلظت آن افزایش یابد، به عناصر خاکی کمیاب جداگانه تقسیم شود و به صورت نمکها یا اکسیدها تصفیه شود، که سپس با سایر مواد خام ترکیب شده و قطعات نهایی تولید میشوند فرآیند تصفیۀ عناصر خاکی کمیاب حجم بالایی از پسماند تولید میکند، از جمله اسیدهای قوی (هیدروفلوئوریک و سولفوریک)، عناصر رادیواکتیو (توریم و اورانیوم) و فلزات سنگین (کادمیوم، سرب و آرسنیک). فرآوری و تصفیۀ عناصر خاکی کمیاب ۲۲ برابر بیشتر از استخراج آنها آب و انرژی مصرف میکند.
- در حالی که چین در استخراج عناصر خاکی کمیاب نسبت به سایر کشورها مزیت بزرگی دارد، در فرآیند تصفیه که این عناصر را به قطعات نهایی مورد نیاز برای تولید تبدیل میکند، تسلط مطلق دارد. چین در سال ۲۰۲۴، ۶۹٪ از سنگهای معدن خاکی کمیاب جهان را استخراج کرد، و پس از آن ایالات متحده با ۱۱.۵٪، میانمار با ۸٪ و استرالیا، نیجریه و تایلند هر یک با ۳.۳٪ قرار داشتند. اما چین تنها کشوری است که زنجیرۀ تأمین کاملاً یکپارچهای برای هر دو نوع عناصر خاکی کمیاب سبک و سنگین ساخته است.
تولید آهنرباهای حیاتی خاکی کمیاب نمونۀ واضحی ارائه میدهد: سهم چین از استخراج جهانی چهار عنصر خاکی کمیاب مورد استفاده در تولید آهنرباهای خاکی کمیاب در سال ۲۰۲۳ بیش از ۵۰٪ بود. اما سهم چین در مراحل بعدی فرآیند، شامل جدا کردن عناصر خاکی کمیاب فردی و تصفیه فلز، در سال ۲۰۲۳ نزدیک به ۹۰٪ بود (به نمودار مراجعه کنید). ایالات متحده بیش از ۹۵٪ از عناصر خاکی کمیاب استخراج شده در داخل کشور خود را به آسیا صادر میکند تا در آنجا به آلیاژهای فلزی، باتریها و آهنرباهای دائمی و سایر قطعات تصفیه و فرآوری شوند.
به طور کلی، چین ۸۵٪ از عناصر خاکی کمیاب سبک تصفیه شده مورد استفاده در جهان و ۱۰۰٪ از عناصر خاکی کمیاب سنگین تصفیه شده را تولید میکند. استخراج و تصفیۀ عناصر خاکی کمیاب برای آیندهای قابل پیشبینی همچنان توسط تعداد محدودی از کشور تولید خواهد شد.
- هزینهها و ریسکهای زیستمحیطی و مقرراتی اصلیترین دلیل این است که زنجیرۀ تأمین در خارج از چین به طور کامل توسعه نیافته است. ایالات متحده تا اواسط دهه ۱۹۸۰ منبع اصلی عناصر خاکی کمیاب جهان بود، اما ترکیبی از هزینههای بالای زیستمحیطی در آمریکا و رقابت با تولید کمهزینهتر، این صنعت را به سمت چین منتقل کرد. تأثیر زیستمحیطی رشد این صنعت در چین مستند شده است. در سال ۲۰۱۹، وزارت صنعت و فناوری اطلاعات چین (MIIT) هزینۀ ۵.۵ میلیارد دلار برای پاکسازی معادن غیرقانونی را تخمین زد. یک گزارش در سال ۲۰۱۴ دربارۀ تأثیرات استخراج و تصفیۀ عناصر خاکی کمیاب بر منابع آبی چین، هزینه پاکسازی ۲ میلیارد یوان چین (۳۱۴ میلیون دلار آمریکا) را برای بخش کوچکی (<۱۰٪) از حوزۀ آبریز رودخانه دونگجیانگ که صنعت تصفیه عناصر خاکی کمیاب در جنوب چین در آن متمرکز است، برآورد کرد.
به همین ترتیب، سایر کشورهایی که در تصفیۀ عناصر خاکی کمیاب دخیل هستند (میانمار، مالزی) دارای مقررات زیستمحیطی ضعیف و اجرای ناقص قوانین هستند. شرکت معدنی لیناس استرالیا تصمیم گرفت توسعۀ کارخانۀ تصفیه خود را در مالزی مستقر کند. انتقال فرآوری و تولید سنگ معدن و قطعات عناصر خاکی کمیاب به ایالات متحده، اروپا، ژاپن، کره جنوبی یا سایر کشورهایی که مقررات زیستمحیطی سختگیرانهتر دارند و نگرانی عمومی بیشتری نسبت به آلودگی محیط زیست وجود دارد، تولید عناصر خاکی کمیاب قابل استفاده را بسیار گرانتر میکند.
- از سال ۲۰۱۰، دولت ایالات متحده اولویت خود را بر ساخت یک زنجیرۀ تأمین داخلی برای عناصر خاکی کمیاب قرار داده است، اما تنها در بخش ابتدایی یعنی استخراج و غلظت موفق بوده است. در سال ۲۰۱۰، چین بهدلیل یک اختلاف تجاری محدودیتهایی بر صادرات محصولات عناصر خاکی کمیاب به ژاپن اعمال کرد. این اقدام، نگرانیهای امنیت ملی در ایالات متحده و دیگر کشورها را در مورد وابستگی به چین برای عناصر خاکی کمیاب استفادهشده در فناوریهای نظامی حیاتی افزایش داد. در پاسخ، ایالات متحده بهطور قابل توجهی استخراج داخلی عناصر خاکی کمیاب را احیا کرد. در سال ۲۰۲۴، آمریکا ۴۵ هزار تن سنگ معدن عناصر خاکی کمیاب استخراج کرد و دومین تولیدکنندۀ بزرگ جهان شد. اما با وجود تخصیص ۴۵۰ میلیون دلار از طریق قانون تولید دفاعی (DPA) برای راهاندازی تولید آهنرباهای عناصر خاکی کمیاب، توسعۀ ظرفیت فرآوری و تصفیۀ داخلی به کندی پیش رفته است.
- تخمین زده میشود ساخت بخشهای تصفیه و فرآوری زنجیرۀ تأمین به دلیل زمانهای طولانی توسعه، نگرانیها دربارۀ تولید حجم قابل توجهی از ضایعات و پیچیدگیهای صدور مجوز و پروانهها، ۱۰ تا ۱۵ سال دیگر طول بکشد.. میانگین زمان توسعۀ معادن جدید در ایالات متحده ۲۹ سال است که دومین زمان طولانی در جهان محسوب میشود. میانگین زمان صدور مجوز و پروانه برای پروژههای ذوب و تصفیه در آمریکا ۷ تا ۱۰ سال است که افق زمانی را بیشتر طولانی میکند. بنابراین، در سال ۲۰۲۴، ایالات متحده تنها یک تأسیسات تصفیۀ عملیاتی در تگزاس داشت که ۱.۳ هزار تن آلیاژ فلزی نئودیمیم-پرازدیمیم تولید میکرد. این تأسیسات در سال ۲۰۲۵ تولید ۱ هزار تن آهنربای NdFeB با کیفیت خودرویی را آغاز خواهد کرد. در مقایسه، چین در سال ۲۰۲۳، ۲۴۰ هزار تن آهنربای دائمی NdFeB تولید کرد و بین ۲۴۰ تا ۲۶۰ هزار تن در سال ۲۰۲۴. علاوه بر این، ظرفیت تصفیۀ عناصر خاکی کمیاب چین در سال ۲۰۲۴، ۵٪ رشد داشت و از ۲۵۵ هزار تن در سال ۲۰۲۳ به ۲۷۰ هزار تن در سال ۲۰۲۴ رسید. دولت ترامپ اولویت خود را بر دسترسی به عناصر خاکی کمیاب از طریق الحاق (گرینلند) یا توافقهای مذاکرهای (اوکراین) قرار داده است، اما این تلاشها تنها منابع جدید معدنی را تأمین میکنند و گلوگاه فرآوری و تصفیه را حل نمیکنند. (در واقع، نه گرینلند و نه اوکراین در حال حاضر معادن عناصر خاکی کمیاب خود را استخراج نمیکنند و نیاز به توسعه معادن کاملاً جدید دارند.) مالزی یکی از معدود کشورهای خارج از چین است که ظرفیت تصفیه قابل توجهی دارد. شرکت معدنی استرالیایی Lynas یک کارخانه در مالزی دارد که سالانه ۱۶ تا ۱۹ هزار تن آلیاژ فلزی نئودیمیم-پرازدیمیم تولید میکند. اما حتی با اینکه Lynas در سال ۲۰۲۵ ظرفیت تصفیۀ عناصر سنگین (دیسپروزیم و تربیوم) را ۱.۵ هزار تن افزایش میدهد، این مقدار همچنان بخش کوچکی از نیاز جهانی است.
نتیجه:
با وجود تلاشها برای توسعۀ این منابع در سایر کشورها.، چین در کوتاهمدت و میانمدت سلطۀ خود را بر زنجیرۀ تأمین عناصر خاکی کمیاب حفظ خواهد کرد، در حالی که ایالات متحده استخراج عناصر خاکی کمیاب را بهطور قابل توجهی افزایش داده است، آسیبپذیریهای خود در زمینۀ تصفیه یا تولید قطعات را حل نکرده است. افق زمانی برای ساخت زنجیرۀ تأمین کامل در آمریکا همچنان ۱۵ تا ۲۰ سال باقی مانده است و تعرفهها، توافق بر سر مواد معدنی با اوکراین، الحاق گرینلند یا پنج دستور اجرایی مرتبط با انرژی و تولید مواد معدنی – از جمله یک دستور اعلام وضعیت اضطراری ملی انرژی – این زمان را کوتاه نمیکنند. قانون تولید دفاعی (Defense Production Act)تلاشی برای یارانهدهی به توسعۀ زنجیره تأمین است، اما مشخص نیست که این حمایت هدفمند برای تسریع فرآوری و تصفیه در آمریکا کافی باشد یا نه. چندان راه میانبری وجود ندارد که بتواند نیازهای سرمایهای بالا، پیچیدگیهای مقرراتی، هزینههای محیطزیستی قابل توجه و ریسکهای سلامت عمومی مرتبط با ساخت زنجیرۀ تأمین کامل عناصر خاکی کمیاب را جبران کند. با این حال، حل این مسئله همچنان اولویت مهمی برای حوزههای حیاتی مرتبط با امنیت ملی باقی خواهد ماند؛ محاسبات، دفاع و بخش انرژی.
آیا نیاز به تهیه نسخه چاپی مجلات دارید؟
شما میتوانید با خرید اشتراک به نسخه چاپی مجلات ما دسترسی داشته باشید.
